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中国学科发展战略.流体动力学
	曾用价	180.00
	出版社	科学出版社
	版次	3133
	出版时间	2016年01月
	开本	16
	作者	***
	装帧
	页数	684
	字数	500
	ISBN编码	9787030415356

内容介绍
“中国学科发展战略”丛书是***组 织数百位院士专家联合研究的系列成果.涉及自 然科学各学科领域.是目前规模*大的学科发展 战略研究项目。 《中国学科发展战略？流体动力学》根据流 体动力学的学科特征，针对当今经济社会发展的 重大需求.阐明流体动力学各分支学科的研究现 状.展望未来十年的发展趋势。全书由绪论.流 体动力学的基础研究.可压缩流体动力学.不可 压缩流体动力学.流体动力学的交叉学科.流体 动力学的计算方法和试验技术五部分组成.从中 读者可以了解在世纪之交的二三十年间.流体动 力学的发展全貌和挑战性问题.从而使研究工作 聚焦学科前沿和关键技术.实现创新跨越的目标。

目录

总序i
前言vii
摘要xi
绪论流体动力学的发展——需求和前沿1
一、流体动力学的早期发展和黄金时期1
二、流体动力学的机遇和需求3
三、流体动力学的前沿研究和交叉学科8
四、流体动力学的新方法14
五、结语15
**部分流体动力学的基础研究
**章非牛顿和黏弹性流体**节引言19
第二节非牛顿流体的本构方程21
第三节非牛顿流体的流动稳定性23
第四节弹性湍流25
第五节聚合物湍流减阻26
第六节触变性流体的雪崩现象26
第七节非牛顿流体的浸润28
第八节智能流体29
第九节结语30
参考文献30
第二章多相流的理论、模拟与实验34
**节引言34
第二节多相流研究的数值计算方法35
一、欧拉欧拉方法35
二、欧拉拉格朗日方法36
三、直接数值模拟方法36
四、有待研究的部分重点问题37
第三节多相流研究的实验方法38
一、早期的测量方法38
二、激光多普勒测速仪技术38
三、粒子图像测速仪39
四、有待研究的部分重点问题40
第四节多相湍流相间耦合的研究40
一、湍流对相间动量耦合的影响40
二、湍流对颗粒的影响41
三、颗粒对湍流的影响42
四、颗粒对湍流影响的机制43
五、有待研究的部分重点问题44
第五节几种超常情况下的多相流44
一、微重力多相热流体动力学44
二、纳米颗粒两相流46
三、沙粒起动跃移运动47
四、雾化射流48
五、有待研究的部分重点问题49
参考文献51
第三章自然界和工程中的颗粒物质与颗粒流54
**节引言54
第二节颗粒接触力56
第三节离散元方法58
第四节宏细观研究59
第五节颗粒流和泥石流62
第六节本构模型和热力学理论66
第七节结语69
参考文献70
第四章可压缩剪切层的转捩及其预测72
**节引言72
第二节剪切层转捩的基本过程及研究的基本问题73
一、扰动环境分析74
二、感受性问题 75
三、扰动的演化过程76
四、转捩过程78
第三节可压缩边界层的流动不稳定性特征78
第四节可压缩混合层的流动不稳定性特征81
第五节剪切层转捩机制的研究进展82
第六节边界层转捩预测方法的研究84
一、转捩模式方法84
二、eN方法84
三、PSE方法85
第七节剪切层转捩控制方法的研究86
第八节结合国家需求的重大问题87
第九节剪切层转捩研究中的问题及发展趋势88
第十节结语89
参考文献90
第五章可压缩湍流及其模拟95
**节引言95
第二节激波边界层的相互作用101
第三节高超声速湍流104
第四节声爆与湍流106
第五节可压缩湍流模式109
参考文献111
第六章湍流的大涡模拟113
**节引言113
第二节大涡模拟的主要进展115
一、大涡模拟的滤波115
二、大涡模拟的亚格子模型116
三、大涡模拟的数值方法117
第三节大涡模拟的新挑战119
一、壁模型和LES/RANS混合法119
二、气动噪声的大涡模拟120
三、多相湍流的大涡模拟123
四、湍流燃烧的大涡模拟124
五、自然界湍流的大涡模拟126
六、大涡模拟的验证和确认127
第四节结语128
参考文献129
第二部分可压缩流体动力学
第七章高温气体动力学135
**节引言135
第二节学科发展背景和现状137
一、先进跨大气层飞行器推进系统中的高温气体动力学141
二、大气再入条件下的气动热环境与气动力特性144
三、复杂流动效应耦合作用的高温气体动力学数值模拟方法145
第三节高温气体动力学的前沿问题148
第四节未来5～10年重点发展方向149
一、高温气体效应与材料耦合响应的物理建模与模拟150
二、气动数据不确定度与多目标优化151
第五节结语153
参考文献153
第八章稀薄气体动力学157
**节引言157
第二节发展历程158
第三节*近二三十年的研究进展160
一、高速稀薄气流问题161
二、低速稀薄气流问题166
三、分子模拟方法的拓展168
第四节学科前沿问题172
第五节与实际需求结合的重大问题173
第六节未来5~10年学科发展趋势176
参考文献177
第九章旋涡主控的流动与控制181
**节引言181
第二节非对称涡前沿领域的研究进展184
第三节未来5～10年重点发展方向195
参考文献196
第十章航空涡轮发动机气体动力学199
**节引言199
第二节叶轮机内复杂流动200
一、叶尖泄漏流动200
二、角区分离流动201
三、转静干涉203
第三节压气机稳定性205
一、风扇/压气机流动稳定性主动控制技术205
二、机匣处理扩稳技术的发展206
三、旋转失速稳定性模型的发展207
第四节叶轮机中的数值模拟方法208
一、叶轮机中的湍流模拟209
二、转静干涉计算方法212
三、风扇/压气机流动稳定性数值模拟215
第五节叶轮机中的实验测量216
一、测量技术的发展与应用216
二、实验台模型217
三、发展重点218
第六节结语219
参考文献219
第十一章超声速燃烧与高超声速推进226
**节引言226
一、超声速燃烧与高超声速推进226
二、利用超声速燃烧遇到的实际问题有巨大的挑战性227
三、6分钟巡航230英里飞行试验228
四、面临挑战依然严峻，双模态超燃冲压发动机成为发展的瓶颈228
五、影响超燃冲压发动机技术成熟的因素229
第二节超声速燃烧与推进研究的进展与认识230
一、燃料选择与应用230
二、利用吸热碳氢燃料不仅是冷却的需要也是提高燃烧性能的关键231
三、燃烧室壁孔注射获得实际应用233
四、超声速点火与稳定燃烧是发动机正常运行的必要条件235
五、实验模拟技术和测量技术相对落后236
第三节超声速燃烧研究的一些前沿问题238
一、吸热碳氢燃料主动冷却特性与超声速燃烧的耦合238
二、燃料催化裂解特性的控制239
三、积炭问题240
四、吸热碳氢燃料超声速燃烧特性240
五、燃烧稳定性问题，凹腔稳焰机制240
六、数值模拟241
七、双模态运行，亚燃超燃模态转换245
八、高超声速燃烧247
参考文献248
第十二章气动声学和航空噪声控制256
**节引言256
第二节气动声学学科发展和现状256
一、气动声学诞生及Lighthill声类比理论257
二、Ffowcs WilliamsHawkings方程258
三、Goldstein的广义Lighthill方程259
四、Powell和Howe的涡声理论259
五、计算气动声学259
第三节民用大型客机气动噪声研究现状和发展趋势260
一、民用大型客机噪声水平的历史和现状260
二、发动机风扇噪声产生机制及控制方法264
三、发动机消声短舱问题265
四、发动机喷流噪声问题268
五、飞机机体噪声问题269
六、中国大型客机面临的噪声问题270
第四节未来5～10年重点发展方向271
一、涡声相互作用271
二、计算气动声学273
三、仿生学气动声学274
四、运动物体发声问题275
五、燃烧噪声和燃烧不稳定性275
参考文献276
第三部分不可压缩流体动力学
第十三章高速水动力学283
**节引言283
第二节超空泡流体动力特性与减阻机制284
一、超空泡的宏观特征285
二、超空泡的通气与泄气方式286
三、超空泡的流动特性288
四、超空泡航行体的稳定性289
第三节空泡流非稳态特性与机制290
一、空泡非稳态运动的类型290
二、空泡的周期性脱落现象292
三、空泡的非稳态运动机制293
四、非稳态空泡的频率特性294
五、非稳态空泡的微观结构295
第四节多相流数值模拟方法296
第五节空泡流的相关试验技术299
第六节结语301
参考文献302
第十四章海岸工程水动力学307
**节引言307
第二节海岸灾害309
一、风暴潮的动力学机制与多尺度数值模型309
二、海啸生成、爬高及对海岸结构物的作用311
三、基于红树林等水生植物的海岸防护新概念315
第三节波浪水流对海岸结构物和海岸地形变化的作用316
一、波浪水流作用下泥沙输运与航道淤积316
二、桩基承台结构的波流力与局部冲刷319
三、波浪对海堤的作用321
第四节数值波浪水池及应用323
一、基于Boussinesq类方程的近海波浪传播数学模型323
二、基于NS方程的数值波浪水池324
第五节结语326
参考文献327
第十五章海洋工程流体力学331
**节引言331
第二节极端海洋环境332
一、热带气旋与台风浪332
二、畸形波336
三、内波338
第三节新型海洋结构物及其响应342
一、深水平台343
二、海上风能345
三、大尺度浮体运动响应349
四、小尺度构件动力响应350
第四节结语352
参考文献357
第十六章水环境治理中的物理、化学、生物流体力学357
**节引言357
一、国内外的水环境问题357
二、环境治理研究的主要历程358
三、水环境治理中的流体动力学研究现状及发展方向359
第二节泥沙的环境作用362
一、概述362
二、泥沙对污染物的吸附/解吸及其影响因素363
三、展望364
第三节水体富营养化365
一、概述365
二、水体富营养化的主要影响因素366
三、展望369
第四节溢油污染370
一、概述370
二、水上溢油的迁移变化行为371
三、展望374
第五节地下水中污染物迁移375
一、地下水污染375
二、地下水中污染物迁移的研究现状376
三、展望378
第六节结语379
参考文献380
第十七章自然界的水沙流动382
**节引言382
第二节流域土壤侵蚀383
一、流域产流产沙的基本特征概述384
二、主要研究进展386
三、展望和建议重点研究方向389
第三节河流水沙两相流动390
一、河流水沙流动的基本特征概述391
二、主要研究进展392
三、展望和建议重点研究方向395
第四节泥石流396
一、泥石流的基本特征概述397
二、主要研究进展398
三、存在问题和前沿研究方向400
第五节结语401
参考文献402
第十八章风沙环境力学406
**节引言406
第二节简要历史回顾408
第三节近二三十年来的若干进展410
一、来流风场411
二、起动风速与沙尘颗粒的起动机制412
三、沙尘颗粒的碰撞机制414
四、近地表风沙流的理论模型与实验观测417
五、风成沙波纹与沙丘地貌的研究421
第四节研究趋势424
第五节结语426
参考文献427
第四部分流体动力学的交叉学科
第十九章低温等离子体流动433
**节引言433
一、热等离子体434
二、大气压非平衡等离子体435
三、低气压冷等离子体436
第二节层流及湍流等离子体流437
一、低温等离子体流动特征概述437
二、直流电弧等离子体流动研究进展438
三、电弧等离子体射流的流动与传热特性439
四、研究和应用展望440
第三节等离子体风洞440
一、等离子体风洞流场的产生441
二、等离子体风洞流场诊断与计算443
第四节等离子体流动控制443
一、流动控制中的等离子体类型444
二、等离子体流动控制应用研究现状445
三、存在的问题和建议研究方向445
第五节低气压冷等离子体应用中的流体力学问题447
第六节结语450
参考文献450
第二十章核能相关的多场耦合传热和传质453
**节引言453
第二节磁约束聚变堆多场耦合流体力学与传热传质问题 455
一、堆芯高温等离子体455
二、包层及**壁金属流体457
三、小结462
第三节加速器驱动次临界系统的多物理场耦合热输运问题463
一、加速器驱动的次临界系统简介和嬗变应用463
二、ADS关键科学问题之一多物理场耦合输运的展望466
三、小结469
第四节核裂变能利用中的传热与传质469
一、大型先进压水堆内传热传质研究470
二、船用反应堆传热传质研究473
三、新型核动力反应堆传热传质研究474
第五节结语476
参考文献476
第二十一章燃烧和反应流480
**节引言480
第二节层流火焰的研究481
第三节湍流和燃烧之间的相互作用483
一、湍流非预混燃烧484
二、湍流预混燃烧486
三、湍流部分预混燃烧488
第四节煤粉和液雾的两相流燃烧489
第五节火灾491
第六节爆震495
第七节结语497
参考文献498
第二十二章生物医学工程中的流体力学501
**节引言501
第二节简要历史回顾502
第三节心血管系统中的流体力学504
第四节呼吸系统中的流体力学508
第五节细胞、分子生物力学与微流动511
第六节未来展望515
第七节结语516
参考文献517
第二十三章动物飞行与游动的流体力学521
**节引言521
第二节昆虫的飞行522
第三节鸟类的飞行525
第四节蝙蝠（兽类）的飞行527
第五节鱼类的游动529
第六节未来5~10年的研究工作531
参考文献532
第二十四章微纳米流体力学536
**节引言536
第二节研究前沿538
一、连续性假设和界面效应538
二、微尺度多相流动540
三、纳尺度下流动及物质输运特性543
四、微纳流控仿生芯片的发展546
第三节研究方法的发展547
一、模拟方法547
二、实验手段552
第四节总结与展望555
参考文献556
第五部分流体动力学的计算方法和实验技术
第二十五章计算流体力学高精度、高分辨率、高保真数值方法561
**节引言561
第二节高精度、高分辨率、高保真数值方法566
一、高精度、高分辨率有限差分方法566
二、具有离散守恒性质的计算方法570
三、非结构网格和非贴体网格上的数值计算方法571
第三节结语579
参考文献580
第二十六章三维速度场的体测量技术**节引言585
第二节流场的体测速技术585
一、体粒子图像测速587
二、磁共振测速589
第三节实验数据处理技术597
一、空间粒子场灰度重构技术598
二、速度场内插技术598
三、速度场后处理技术599
第四节流场诊断技术600
一、压力场重构600
二、旋涡辨识601
三、模态分析603
第五节硬件技术604
一、示踪粒子604
二、光源605
三、数字成像605
四、图形处理器606
五、实验平台简化607
第六节讨论与展望608
参考文献609
第二十七章高焓流动试验装置和测试技术613
**节引言613
第二节高焓流动试验装置研制进展617
一、常规加热型高焓风洞618
二、加热轻气体驱动高焓激波风洞619
三、自由活塞驱动高焓激波风洞620
四、爆轰驱动高焓激波风洞622
第三节高焓流动的测量与诊断技术624
一、气动热测量技术624
二、气动力测量技术625
三、化学反应流动特性测量技术627
第四节结论与展望628
一、发展先进的高焓流动试验装置628
二、发展高精度高焓流动诊断技术629
三、发展高焓流动计算模拟平台630
参考文献630
关键词索引634
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